понедельник, 11 июня 2012 г.

Возникновение метода ГНБ. Экскурсия в историю.

Сегодня хочу предложить Вашему вниманию интересный рассказ о зарождении горизонтально-направленного бурения (ГНБ), о людях создавших новую технологию строительства "с нуля", о "пионерах"-первопроходцах стоявших у истоков и создавших первые установки ГНБ.
Отец "ГНБ" Martin Cherrington

Итак. Человек которого принято считать "отцом" горизонтально-направленного бурения (ГНБ) рассказывает, что он начал свою карьеру в индустрии случайно.

Произошло это в 1971 году, когда  Martinа Cherringtonа - владельца бизнеса по прокладке коммуникаций под дорогами методом бурения(типа нашим "кротом") попросили взглянуть на проект, который в конечном итоге и сформировал его будущую карьеру в бизнесе.

Но начнем с самого начала.
Cherrington работал с его отцом, строительным подрядчиком, и в начале своей карьеры приобрел опыт работы на плотинах, строительстве тоннелей, трубопроводов, прокладке телефонных и энергетических кабелей.

Во время работы подрядчиком в районе Лос-Анджелеса в 1963 году, Cherrington понял, что возможность использования технологии бурения значительно повысит эффективность размещения кабелей и трубопроводов под землей. Cherrington был главным в проекте прокладки телефонного кабеля открытым способом в траншею в жилом районе.

Но на соседней улице другой подрядчик приехал на несколько недель позже и также прокладывал кабеля одинакового с ним размера и длины. Разница, однако была в том, что этот подрядчик использовал буровую установку, а не траншеи для прокладки кабелей и трубопроводов. Мало того, что подрядчик приехал на две недели позже, но и закончил на две недели раньше! Кроме того, трасса другого подрядчика была значительно чище во время и после строительства. Это сравнение в конечном итоге и стало идейным началом новой промышленности - горизонтально-направленного бурения.
Titan Contractors за работой

Уже в 1964 году Cherrington изобрел свою первую буровую установку и открыл фирму "Titan Contractors", компанию специализирующуюся на прокладке коммуникаций бестроаншейными методами в Сакраменто, штат Калифорния.

Уникальное сочетание событий способствовало первоначальному успеху Titan Contractors.

Это был строительный бум в Сакраменто, в сочетании с национальным движением по облагораживанию внешнего вида Америки под началом Lady Bird Johnson, супруги президента Линдона Джонсона. Неприглядные инженерных коммуникации должны были быть размещены под землей, и освободить жилые кварталы от столбов и кабелей, которые стали бельмом на глазу в каждом дворе Америки. Эти кабели также представляли потенциальную угрозу для общества в случае стихийных бедствий, таких как как землетрясения или ураганы.

В соответствии с первым указом  Lady Bird по благоустройству, округ Сакраменто постановил, что все коммунальные услуги будут размещены под землей. Для "Titan Contractors", были представлены уникальные возможности для бизнеса. Местная энергетическая компания заключила контракт с "Titan Contractors" на бестраншейную прокладку своих кабелей на протяжении всей своей зоны обслуживания. Объем работ был настолько велик, что пришлось построить еще несколько новых буровых установок, чтобы не отставать от спроса.

Несмотря на успех "Titan Contractors", источники финансирования исследований и разработок по совершенствованию технологии были ограничены или вообще отсутствовали. AT&T’s в Western Electric экспериментировали с методами направленного контроля, но они не стали коммерческими.
Поэтому "Titan Contractors" решает  реинвестировать прибыль от своего бизнеса для создания более совершенных установок, создания приборов и экспериментов с новыми технологиями, которые в конечном итоге способствуют возникновению технологии горизонтального бурения.

Компания была вынуждена конкурировать с компаниями, которые выполняют услуги "открытым" траншейным методом после того, как строительный бум пошел на убыль в Сакраменто.
Titan Contractors было трудно убедить местные органы, выдающие разрешения в пользу горизонтального бурения, чтобы пересекать улицы и шоссе.
Разрешения на строительство не выдавались из-за недостаточного знакомства с новыми технологиями. Агентства возражали против методов бурения, потому что считалось, что буровые растворы будут смягчаться, повреждая и приводя к промоинам под дорогами.

Это была загадка, потому что большинство улиц после траншейного метода оставляли после выполнения работ множество шрамов в виде проседания асфальта, ям, выбоин, мусора и т.д..

Первое ГНБ на поле
Работы выполненные с помощью горизонтального бурения, никогда не проявляли никаких признаков, что строительство велось в этом месте, и никогда не нуждалось в ремонте. Трудно понять, было ли это результатом застоявшейся порочной логики местных органов выдающих разрешения или приверженность к временем проверенным и давно существующим методам. Иногда бывает трудно изменить статус-кво и заставить людей думать в терминах новой парадигмы.

Но не смотря ни на что, в течение следующих нескольких лет Titan Contractors был накоплен значительный опыт и завершены несколько важных проектов. Один из таких проектов потребовал бурение и затягивание кабеля вдоль изогнутой улицы на 1530 метров в длину.

Titan использовали 2000 фунтов тяни/толкай установки с 500 фунт-футов крутящего момента  для бурения направленного отверстия. Проект оказался весьма примечательным, но несмотря на достижение, не было никаких профессиональных журналов, профессиональных обществ и ассоциаций - проект просто не представили для строителей.

Час истинны - зарождение метода ГНБ.
В 1971 году  Titan Contractors был приглашен на пересечение нескольких дорог для компании PG&Сamp  вблизи Watsonville, Калифорния к югу от Сан-Франциско.
Их лавный инженер попросил Мартина Cherringtonа посмотреть место, где необходимо было проложить коммуникации, а именно - пересечь реку Пахаро. Компания была заинтересована в прокладке газопровода через реку без траншей.
Река была с крутыми высокими берегами, примерно от 20 до 25 футов. В нижней половине грунт состоит из песка, а верхняя половина состояла из богатой почвы. Соседнее поле выращивало артишоки, которые являются общими для культуры региона. На противоположной стороне канала реки было поле картофеля.

Для прокладки траншейным способом по дну реки, необходимо было установить параллельный двойной шпунт достаточно глубоко, чтобы дно реки могло быть раскопано, для прокладки 4 дюймового газопровода между сваями. После прокладки через реку, траншеи должны быть засыпаны и сваи извлечены. На основе стоимости подобного проекта  несколько миль вниз по реке, рассудили, что бурение может быть более экономически эффективным решением.

Первая установка ГНБ
Накопленный компанией на сегодняшний день опыт выявил любопытный феномен, к которому приводили попытки просверлить отверстие прямо из приямка в приямок на многих проектах. При отсутствии  технологии направленности при бурении, некоторые виды бурового инструмента имеют тенденцию к сверлению вверх и неожиданному выходу буровой колонны  в середине оживленной улицы.(видимо со "скошенным" буром)

Эти инструменты бурильной колонны были отброшены и забракованы, как неудачный дизайн. Тогда никто и не догадывался, что они являются потенциальным решением проблем, стоящих перед многими прокладчиками трубопроводов.

С надеждой на тестирование новой революционной идеи, используя забракованные инструменты бурения, Cherrington собрал свою команду, взял забракованное буровое оборудование и направился к реке, в нескольких милях к северу от Сакраменто. Песок и почвенные особенности были похожи на р.Пахаро близ Watsonville.

Вместо того, чтобы бурить через реку, было решено проверить-просверлить параллельно. Угол входа на первое отверстие был около 10° от горизонтали. После бурения через 60 метров, сверло вышло на поверхность. Увеличив угла входа второго отверстия примерно на 15 º, сверло вышло через 100 метров от входа. На третий и заключительный тест угол был увеличен до 30 °. Нагрузка была высока, когда, наконец, бур вышел через 300 метров немного сбившись от запланированного пути скважины.

Проведенные испытания подтвердили, что с учетом оптимального угла входа, правильного метода бурения и инструмента, природные барьеры, такие как реки, могли быть преодолены с использованием горизонтального бурения.
И именно горизонтальное бурение будет революционным шагом, чтобы устранить все проблемы, обычно связанные с традиционными траншейными методами.
С уверенностью, что его методика будет работать, Cherrington  отправился домой, чтобы приготовиться пробурить скважину под рекой Пахаро.

Однако, прежде чем приступить к работе, Cherrington решил исследовать доступные для направленного бурения технологии и методы, которые могут быть адаптированы для горизонтального бурения. Узнав, все что было доступно, он решил изменить свой первоначальный план бурения на месторождении и приобретает инструменты для бурения, которые могут увеличить его шансы на успех. Это будет первая попытка направленного бурения, "поверхность-поверхность" под рекой с помощью направленного бурового инструмента.

Martin Cherrington использовал забойный двигатель и буровую колонну с единой системой обследования бурения. В одном устройстве использовались приборы для достаточно точного измерения азимута и наклона. Размещенный в первой установке ГНБ 1-3/8 "OD, немагнитный цилиндр и жидкостный компас указывал направление забоя относительно магнитного севера и ее наклон по отношению к вертикали.
В заранее установленное время прибор фотографировался миниатюрной камерой с подсветкой и таймером, а затем извлекался на поверхность и исследовался.

Однако, использование инструментов для определения направления потерпели неудачу. И бурильщики быстро отказались от них в пользу более знакомых методов. Вспомнив тестовые опыты,  "Titan Contractors"  успешно пересекли реку Пахаро без использования вспомогательных буровые инструментов, "на глаз". Но начало было положено.

Интересно взглянуть на их опыты современным взглядом (с момента событий прошло более 40 лет). Titan Contractors была молодой компанией пытающейся изменить положение вещей в мире. Эксперименты с новыми технологиями всегда рискованны. Большинство клиентов не желают, чтобы их проекты  использовались для доказательства новых идей и технологий. (Это знакомо и мне. Довольно часто можно услышать вопрос: "А Вы раньше это делали?")
К счастью,   PG&Сamp про финансировал проект Пахаро реки, что позволило Cherringtonу, доказать свою концепцию и представить горизонтально-направленное бурения - ГНБ, для всего мира.

Совершив первый ГНБ переход, Мартин Cherrington посвятил всю свою жизнь развитию и расширению пределов технологии ГНБ. Он имеет более 25 патентов, которые значительно продвинули технологию и сделали то, что когда-то считалось невозможным.

 Установка ГНБ от компании Cherrington
Кто бы мог подумать, стоя в 1971 году на берегу реки Пахаро, что в один прекрасный день трубопроводы будут регулярно прокладываться под реками и проливами размера Миссисипи,  с минимальным воздействием на окружающую среду.

На сегодняшний день, его компания "Cherrington" выпускает буровое оборудование и инструменты большого размера для индустрии горизонтально-направленного бурения.

"Я не вижу ограничений на диаметр", говорит он. "Мне периодически звонят для пересечения более 10000 футов. Когда я впервые начал, 500 футов был чрезвычайно далеко, и я подумал, что это смешно, когда они сказали, что они хотели пройти 2500 футов под Atchafalaya рекой. Теперь бурим от 5000 до 6000 футов очень часто, и уверен, не пройдет много времени до достижения отметки в 10000 футов. "

"Глядя в будущее, я вижу постоянное развитие отрасли и я думаю, что люди, которые сосредоточат свои усилия в ГНБ, добьются больших успехов", сказал он.


Почитайте другие похожие по тематике статьи



Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...